作者:斯普瑞噴霧系統(tǒng)(上海)有限公司
一、 概述
我國現(xiàn)有600多座轉爐,年產鋼超過4億噸,絕大多數轉爐除塵采用濕法,是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的薄弱環(huán)節(jié)。主要表現(xiàn)在以下幾點:
1. 環(huán)保:部分的轉爐達不到、或不能穩(wěn)定達到排放控制標準100、50、或10毫克/立方米;
2. 節(jié)水:噸鋼新水0.5立方米,全國年消耗新水~2億立方米,年循環(huán)水量超過8000億噸;
3. 節(jié)能:噸鋼除塵電耗15度,全國年耗電60億度,浪費嚴重;
4. 煤氣凈化和崗位衛(wèi)生:回收煤氣粉塵濃度標準是15毫克/立方米、崗位粉塵濃度標準是5毫克/立方米,一方面有的轉爐達不到;能達到的往往能源消耗和浪費高;
5. 煤氣回收利用:轉爐煤氣回收量平均僅50立方米/噸鋼,只有國外、或國內先進水平的50%,并且放散多。與先進水平比,相當于全國每年少回收200億立方米(相當于4億噸動力煤);
6. 蒸汽回收利用:轉爐平均噸鋼回收蒸汽50千克/噸鋼,只有國外、或國內的先進水平的50%,相當于全國每年少回收2000萬噸蒸汽;
可見,研究轉爐除塵的現(xiàn)有技術、弄清楚存在問題和原因、確定正確的改造和發(fā)展方向是有意義的。
二、現(xiàn)有技術
經過幾十年的發(fā)展,如今我國轉爐除塵現(xiàn)有技術有:
1. 最多采用的是OG濕法(1962年);
2. 20多座采用轉爐采用LT干法(1969年);
3. 10多座采用第四代OG濕法(1990年代);
4. 40多座轉爐采用、或確定采用高效節(jié)水型塔文半干法(2006年);
前三者都是從引進吸收開始的,后者是中國技術。不同技術的工藝流程分別如圖所示。
圖1 傳統(tǒng)OG凈化系統(tǒng)流程
圖2 第四代OG濕法系統(tǒng)流程 圖3 LT干法除塵系統(tǒng)流程 圖4 轉爐半干法高效塔文除塵系統(tǒng)流程
三 存在問題
應該承認,技術的引進和吸收開發(fā),對我國轉爐節(jié)能減排、實現(xiàn)負能煉鋼起到了積極的推動作用;但同時也必須清醒地認識到:這些技術都存在問題、或值得改進之處,已經不適應我們鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排新的標準和目標要求。歸納起來,主要問題:
A、所有技術都存在的問題
1. 轉爐汽化冷卻煙道出口煙氣900-1000°C的顯熱沒有得到回收利用;
2. 顯熱不僅沒有利用,同時平均噸鋼還要消耗0.5噸的新水,全年消耗新水2億噸;
3. 吹氧期只有50%的時間回收煤氣,前燒、后燒期的可燃氣體(CO含量≦35%、相當于高爐煤氣熱值)沒有得到利用,全部放散燃燒。
B、OG濕法的問題
傳統(tǒng)的OG濕法雖然也有多種結構形式,進行了多方面的改進,但始終沒有解決兩級文氏管的根本問題。這種技術是在日本發(fā)明的,但在日本20年前就已經淘汰,而在我國如今仍然是最廣泛采用的技術。這種技術存在太多的先天性問題,主要的有:
1、 高排放:采用傳統(tǒng)OG系統(tǒng)有些可以達到我國現(xiàn)在的100毫克/立方米的排放標準,但實際上有很多因素會導致排放超標;如果把標準提高到50毫克/立方米、或更高,則就沒有能達到的、或需要更高的能源消耗;
2、 高耗能:這是由于文氏管的先天性能決定的,風機全壓高達25-28千帕仍然抽不凈,還要配備龐大的高耗能二次除塵;
3、 高耗水:按照保守的估算,全國轉爐年循環(huán)水8000億噸,這引起多方面的浪費:1)運行費用浪費,平均每年達4000億元,主要是水處理藥劑、電、設備維修費用;2)投資浪費:平均投資25000元/噸水/時;3)能源浪費;
4、 高維修:除塵風機等設備頻繁結垢,維修量特別大、并且影響生產;
C、飽和塔文的問題
與傳統(tǒng)的OG濕法相比,飽和塔文(第四代OG濕法)的進步意義在于其取消了一文,改用飽和冷卻塔,使系統(tǒng)阻力有所降低,對緩解排放有幫助,但改進不徹底:其它問題都沒有解決,特別是循環(huán)水更多。
D、LT干法的問題
LT干法一直是我國清潔生產推廣技術,因為存在多方面的問題一直進展不快;近幾年隨著國家節(jié)能減排、節(jié)水力度加大,有加速的趨勢,但因為存在較多的問題仍然還限制著其快速推廣。這些問題包括:
1、 環(huán)保:最主要的是排放達不到、或不能穩(wěn)定達到設計的10毫克/立方米,有的甚至比濕法高,導致環(huán)保排放和煤氣回收利用都有問題;
2、 維修:設備維修量特別大、并且降低轉爐作業(yè)率,主要是電除塵器結垢、腐蝕;蒸發(fā)冷卻器結垢等,有的廠甚至被迫采用備用整套除塵設備;
3、 節(jié)水:LT系統(tǒng)的煤氣冷卻仍然采用飽和冷卻,還是有大量的循環(huán)水。從這個意義說,LT技術也是半干法,而不是全干法;
四、現(xiàn)有技術的比較
比較不同的除塵技術,首先要從本廠實際考慮,更主要的是要從整個相關系統(tǒng)、而不是局部設備進行綜合比較,比如采用傳統(tǒng)的OG濕法、或新0G法,其單項投資可能少,但加上龐大的水處理系統(tǒng)、比較大的除塵風機、煤氣二次凈化,總投資就要高得多;而運行費用、高耗能、高維修則是更大的問題;
LT干法的方向是正確的,如果不超裝;供氧嚴格按照設計執(zhí)行;噴槍/電除塵設備/蒸發(fā)冷卻塔能有時間允許經常、定期清理,應該能達到設計的排放濃度。LT干法的問題可以確定有操作維修和管理方面的因素,比如選用、或使用不合格的噴槍等,也不能排除先天設計上的一些缺陷,該技術1969年發(fā)明成功到現(xiàn)在30多年、我國引進也10多年,其推廣速度不快、全球僅不到100套,應該從某種程度上說明其存在的問題。
來源:中國鋼鐵新聞網
五、結論和發(fā)展方向探討
1、 轉爐除塵從濕法向干法發(fā)展是大勢所趨;
2、 濕法向干法發(fā)展不可能在短時期內實現(xiàn),應該是一個比較長的發(fā)展過程;
3、 濕法到干法之間應該有幾個過渡階段,這些過渡階段的第一步就是采用高效塔文技術;
4、 采用高效塔文設備,與傳統(tǒng)OG法和第四代OG法相比,可以減少50%的循環(huán)水量,例如新建、或改造120噸轉爐,每座爐可以減少800萬元以上的水處理設備投資;
5、 采用高效塔文設備系統(tǒng)阻力可以減少4-6千帕,這一效果可以從三方面加以利用:
1) 可以解決一次煙氣、回收煤氣粉塵濃度高的問題,使排放達到≦50 mg/Nm3;
2) 如果粉塵排放已經達標,則1)可以調大二文喉口,減少二次除塵風量,輔助采用噴霧等除塵技術,就可以停建、停開、減開高耗能的二次除塵設備;2)調低風機轉速,降低一次電耗;
6、 在高溫區(qū)可以利用外排水,使轉爐實現(xiàn)新水消耗為零;
7、 設備維修量特別少;
8、 系統(tǒng)可以很容易地進一步升級改造為干法。








